Китайська індустрія обладнання для напівпровідників входить у фазу глибоких вод

Коли глобальна напівпровідникова галузь входить у епоху після закону Мура, коли попит на AI-обчислювальну потужність зростає експоненційно, коли американські обмеження на експорт напівпровідникового обладнання до Китаю посилюються, китайська галузь напівпровідникового обладнання стоїть на історичному переломі.

За останні десять років ми стали свідками того, як вітчизняне обладнання здійснило стрибок від розробки до серійного виробництва; а наступні п’ять років вирішать, чи зможе вітчизняне обладнання потрапити на передові лінії виробництва, чи зможе підтримувати логічні чіпи з передовими технологічними процесами, чи зможе задовольнити вимоги до стекування HBM (високопропускна пам’ять) та чи зможе досягти справжньої автономності у найслабших ланках.

З 31 серпня по 2 вересня 2026 року в Вуцзянському міжнародному виставковому центрі Тайху відбулася 14-та виставка обладнання, матеріалів та ключових компонентів напівпровідникової промисловості (CSEAC 2026). Це галузеве заходи стало незвичайним вікном для огляду ланцюжка виробництва напівпровідникового обладнання в Китаї. Відвідавши багато компаній, ми намагалися відповісти на питання: на якому етапі знаходиться китайське напівпровідникове обладнання?

Китайське обладнання для виробничих процесів досягло прориву у великих категоріях. У таких найбільших за ринковою вартістю сегментах, як літографія, етчинг та осадження плівок, з’явилися платформенні лідери, такі як Zhongwei Company та North HuaChuang, які посідають лідируючі позиції в своїх сегментах в Китаї та навіть у світі.

Чжунвей як абсолютний лідер у сфері етчингового обладнання в Китаї, у останні роки значно прискорила свою стратегію платформізації. Під час цього заходу CSEAC компанія Чжунвей оголосила про запуск кількох нових високотехнологічних обладнань для мікропроцесингу, розроблених власними силами, включаючи Primo XD-RIE70–90 з високим співвідношенням глибини до ширини 70:1–90:1, серію Performo QuaStar P EC VD (включаючи Performo QuaStar ON та Performo QuaStar GE), обладнання для атомно-шарового осадження молібдену Prefima UnicoreAM, інтегрована система Preforma Uniflash для металічних силіцидів та PRISMO PDS8 для масового виробництва силіцію карбіду з використанням HTCVD. Це вже друга щільна серія запусків нових продуктів від Zhongwei за півроку, після запуску чотирьох новинок у березні цього року, що забезпечило повне покриття ключових етапів: передових логічних технологій, процесів потужних напівпровідників, осадження плівок та точного етчингу, доповнивши здатність компанії пропонувати повний спектр рішень для обладнання в різних сценаріях та повному технологічному ланцюжку. На даний момент у Zhongwei вже більше 8800 реакційних камер працюють у масовому виробництві у понад 170 клієнтів у 220 лініях виробництва чіпів та LED-пристроїв по всьому світу, а також компанія має науково-дослідні та виробничі центри у п’яти регіонах.

Шанхайський інститут напівпровідникового обладнання продемонстрував свої передні KrF сухі литографічні машини, I-line скануючі проекційні литографічні машини та відповідні ключові підсистеми. Їх I-line скануюча проекційна литографічна машина використовує джерело світла з довжиною хвилі 365 нм і роздільною здатністю 280 нм; KrF скануюча проекційна литографічна машина використовує джерело світла з довжиною хвилі 248 нм і роздільною здатністю 110 нм. За даними, загальний обсяг виробництва клієнтами обладнання для литографії Шанхайського інституту перевищив 10 мільйонів виробів.

Однак локалізація обладнання для напівпровідникової промисловості ніколи не була легкою задачею. Коли ми зміщуємо увагу від обладнання з найбільшим ринковим обсягом, ми бачимо іншу глибоку зону — обладнання з високим рівнем технологічної складності, але відносно невеликим ринковим обсягом, яке стало непростою задачею для вітчизняних виробників. Іонна імплантаційна машина є найбільш характерним прикладом такого обладнання.

Раніше основними гравцями на ринку в Китаї були Zhongke Xin, Kaishitong тощо, але протягом останніх років на цей сектор увійшли численні компанії. Huaxin Northern, як еталон китайської платформи обладнання, створила найповнішу в країні матрицю продуктів напівпровідникового обладнання, включаючи етчинг, осадження плівок, очищення та термічну обробку. На цій виставці Huaxin Northern представила серію рішень, серед яких були плазмовий імплантатор іонів та імплантатор іонів середньої енергії. Jingcheng Electric також розширює свої напрямки в напрямку обладнання для попередніх етапів виробництва, зокрема, розробляє імплантатор іонів. За даними, імплантатор іонів середньої енергії для кремнію, розроблений Jingcheng Electric, зараз проходить перевірку у нижчих клієнтів.

Після переходу на трансформацію бізнесу ALD, компанія Sirena Intelligence протягом останніх років також розробила та досягла проривів у сфері іонної імплантації. На виставці Sirena Intelligence продемонструвала серії SR11 HEI — високоенергетичні іонні імплантаційні машини, SR11 HCI — імплантаційні машини з великою пучковою потужністю, SRII MCI — імплантаційні машини з середньою пучковою потужністю, SRII H — водневі імплантаційні машини та серії імплантаційних машин для карбіду кремнію. За даними компанії, наразі основні поставки зосереджені на високоенергетичних імплантаційних машинах та машинах з великою пучковою потужністю, а імплантаційні машини для карбіду кремнію перебувають на етапі перевірки.

Крім цих традиційних підприємств у сфері напівпровідникового обладнання, з’являються нові компанії, що повністю зосереджені на іонних імплантах. На цьому CSEAC AiSemiconductor продемонструвала серії продуктів Ai-250, Ai-300, Ai-80HC, Ai-200HC.D тощо, створивши повний спектр обладнання для іонної імплантації, що охоплює середні, великі, високоенергетичні та спеціальні потоки, з застосуванням двох технологічних ліній — на основі кремнію та карбіду кремнію. Їхні високотемпературні іонні імплантаційні машини для карбіду кремнію вже досягли масового виробництва та поставок. За інформацією AiSemiconductor, загальний рівень локалізації іонних імплантаційних машин у Китаї зараз становить менше 15%, а для моделей з великим потоком — менше 10%, а високоенергетичні машини майже повністю відсутні. Крім того, найсучасніші іонні імплантаційні машини за кордоном заборонено експортувати до Китаю, навіть б/у обладнання неможливо придбати, тому китайські виробники веб-чипів змушені використовувати застарілі моделі, що серйозно впливає на вихід добрих виробів та стабільність. Хоча за останні роки до цього сектору увійшло багато нових компаній, кількість гравців у Китаї, які зможуть запропонувати зрілі продукти, все ще невелика, більшість з них перебувають на етапі попередньої перевірки, і лише декілька компаній досягли масового виробництва та поставок. Ще важливіше те, що майже всі китайські виробники іонних імплантаційних машин ще не досягли прибутковості і перебувають у фазі високих інвестицій у дослідження та розробки.

Глибина водойми пояснюється не лише невеликим ринковим розміром, а й непереносимістю технологічних шляхів. Етчери та обладнання для осадження плівок діляться загальними основними технологіями, такими як фізика плазми, вакуумні камери та радіочастотна потужність; досвід, накопичений підприємством у галузі етчингу, може бути використаний у обладнанні для осадження. Однак іонна імплантація повністю відрізняється: її основні технології — іонна оптика, електромагнітний масовий аналіз, високовольтне прискорення — ближчі до прискорювачів частинок, ніж до традиційного напівпровідникового обладнання. Досвід, накопичений у галузі етчингу, майже не може бути перенесений на іонну імплантацію.

Кілька років тому дані показували, що рівень локалізації обладнання для вимірювання та контролю на перших етапах виробництва в країні не перевищував 10% і був найнижчим серед усіх категорій напівпровідникового обладнання. Хоча обладнання для вимірювання та контролю не виробляє чіпи безпосередньо, воно визначає, чи є виготовлена витяжка придатною або бракованою. У нанометрових технологічних процесах будь-яка дрібна дефектність, відхилення товщини плівки або втрата контролю над критичним розміром (CD) може призвести до повного знищення партії витяжок. Тому заводи з виробництва витяжок мають дуже високі вимоги до довіри до такого обладнання. Однак на цій виставці було помічено інше: протягом останніх років вітчизняне обладнання для вимірювання та контролю поступово досягло та навіть перевершило міжнародний рівень, почавши серійне виробництво та поставки.

Zhongke Feice, як перша в Китаї компанія, що досягла платформеної розробки в галузі вимірювань та контролю якості, самостійно розробила серію продуктів, включаючи пристрої для виявлення дефектів на кристалах з наноструктурованим зображенням у режимі яскравого поля, пристрої для виявлення дефектів на кристалах з наноструктурованим зображенням у режимі темного поля, пристрої для виявлення дефектів на невідформованих кристалах, пристрої для вимірювання тривимірної топографії, пристрої для вимірювання діелектричних плівок на кристалах, пристрої для вимірювання точності накладення шарів, пристрої для вимірювання металевих плівок на кристалах та пристрої для вимірювання критичних розмірів. У сфері напівпровідників та промислового контролю були також розроблені пристрої для виявлення дефектів на панелях OLED та пристрої для вимірювання 3D-згнутого скла. За даними, ці продукти успішно застосовуються на багатьох провідних китайських підприємствах із виробництва інтегральних схем; кількість типів обладнання, що вже серійно виробляються або перебувають у процесі перевірки, становить понад 70% від загального обсягу ринку обладнання для контролю якості. Працівники зазначили, що загальна кількість поставлених пристроїв усієї серії становить близько 1500 одиниць, компанія має досвід серійного виробництва та поставок, а продукція підтвердила свою продуктивність під час довготривалих перевірок на провідних заводами з виробництва кристалів. Високопродуктивні пристрої яскравого та темного поля були значно замінені на продукти Feice, а деякі нові лінії взагалі не закупили обладнання KLA, а безпосередньо обрали продукти Feice.

Weiwei Semiconductor представила свою продукцію у чотирьох галузях: виробництво підложок для масок, виробництво масок, виробництво чіпів та передове упакування. За словами представників, найбільші досягнення були зроблені у сфері обладнання для контролю, пов’язаного з масками (Mask); частина обладнання досягла світового рівня та може повністю замінити імпортні аналоги, а обладнання вже впроваджено у провідних китайських виробниках вузлів.

Донгфань Цзиньюань виставляє обладнання для електронно-променевого вимірювання та контролю, включаючи CD-SEM (обладнання для вимірювання критичних розмірів), HV-SEM (високоенергетичне електронно-променеве обладнання), EBI (електронно-променеве обладнання для виявлення дефектів) та DR-SEM (електронно-променеве обладнання для повторного перевірки дефектів). Обладнання EBI може застосовуватися для логічних процесів ≥28 нм та 3D NAND-процесів ≥200 шарів, має детектуючу струмову щільність 100 нА та алгоритм автоматичного класифікування дефектів на основі глибокого навчання; HV-SEM може використовуватися для логічних процесів ≤14 нм, 3D NAND-процесів ≥200 шарів та передових процесів DRAM, з енергією приземлення до 45 кеВ; повторюваність вимірювань CD-SEM досягає 0,15 нм, а однорідність обладнання — 0,1 нм.

Крім цих основних пристроїв для виявлення кількості, вітчизняні пристрої для виявлення кількості досягли прориву в деяких нових або нишевих технологічних галузях, які, хоча й мають невеликий ринковий обсяг, є надзвичайно важливими.

Компанія Gaize продемонструвала свої продукти: пристрій для вимірювання товщини епітаксіального шару на вуглецевих пластинах IR300, прилад для вимірювання товщини плівки AP300, пристрій для виявлення внутрішніх напружень у вуглецевих пластинах ID300 тощо. IR300 використовує технологію фур’є-інфрачервоного спектроскопічного аналізу (FTIR), що дозволяє обчислити товщину плівки шляхом аналізу інтерференційного сигналу. За даними, локалізація цього типу обладнання була розпочата у 2023 році; раніше на ринку Китаю домінували іноземні бренди, такі як Onto та Semilab, а зараз основні китайські виробники великих кремнієвих пластин перейшли на продукцію Gaize.

Компанія Вейчунг напівпровідникові виставили свої обладнання для перевірки власних кристалів: серію ASPIRER для виявлення другої гармоніки, серію BRAVERY для теплової вимірювальної перевірки та серію CLARITY для ультразвукового скануючого мікроскопа. Зокрема, обладнання для виявлення другої гармоніки, що базується на принципі лазерного збудження, використовується для виявлення електричних дефектів на інтерфейсах та шарах, поверхневого заряду, характеристик решітки та якості кристалізації, охоплюючи багато технологічних етапів, таких як осадження плівок, епітаксія, етчинг, дифузія, очищення та CMP. Об’єктом перевірки є власні кристали без патерну. За словами фахівців, звичайні методи яскравого та темного поля та електронно-променевої перевірки можуть спостерігати лише поверхню кристала і не можуть фіксувати інформацію про внутрішні інтерфейси, а наразі немає інших зрілих альтернативних рішень. Крім того, під час перевірки другою гармонікою підвищення температури в точці збудження становить лише 2–3 градуси і не призводить до додаткового пошкодження кристала. Компанія Вейчунг напівпровідникові зазначила, що ринки звичайних вимірювань товщини плівок, яскравого та темного поля та інших оптичних методів перевірки вже надто перенасичені та мають сильну конкуренцію, тому команда не вирішила увійти в цей сегмент. Натомість вони запровадили принцип виявлення другої гармоніки в сферу напівпровідникових вимірювань.

Хоча раніше різниця між вітчизняними та зарубіжними обладнаннями для контролю якості була значною, протягом останніх років через відкритість клієнтів нижчого ланцюга та відмову від ізоляції галузь досягла значного прогресу у технологіях. Ще важливіше те, що вітчизняне обладнання для контролю якості розгорнулося різноманітно: не лише досягнуто проривів у основному обладнанні, а й активно розробляються нишеві, сегментовані та нові напрямки. Однак представники галузі зазначають, що при нових закупівлях провідні виробники вейферів все ще зберігають імпортне обладнання як еталон, а перевірка продукції проводиться шляхом порівняння з аналогічними зарубіжними верстатами, щоб підтвердити продуктивність вітчизняного обладнання шляхом відтворення результатів перевірки зарубіжних машин.

Раніше у напівпровідниковому ланцюжку виробництва упаковка мала вторинне значення — просто обертали вже виготовлені чіпи та під’єднували їх, маючи низький рівень технологічної складності та обмежену додану вартість. Але все це було повністю змінено в епоху ШІ. У пост-Моурову еру передова упаковка стала ключовим шляхом для продовження зростання обчислювальної потужності. Упаковка більше не обмежується просто обгортанням — вона безпосередньо визначає продуктивність, споживання енергії та витрати чіпа. А пристрої для з’єднання є ключовим елементом передової упаковки. За типом об’єкта з’єднання вони поділяються на дві основні категорії: W2W (кристал-на-кристал) та D2W (чіп-на-кристал).

Цинхе Цзинюань спеціалізується на обладнанні для зв’язування валиків і представила такі продукти, як обладнання для зв’язування при надвисокому вакуумі та кімнатній температурі, обладнання для гібридного зв’язування гідрофільного типу/W2W, обладнання для гарячого пресування з анодним зв’язуванням, обладнання для гібридного зв’язування C2W/CWW тощо. Обладнання для зв’язування при надвисокому вакуумі та кімнатній температурі використовує іонний пучок при надвисокому вакуумі для активації поверхні матеріалу, що дозволяє досягти міцного хімічного зв’язку без нагрівання чи відпалу.

Топжин Технолоджі представила обладнання Dione 300 для гібридного з’єднання виробів та Pleione 300 HS для термічного з’єднання чіпів з виробами. Dione 300 — це обладнання для гібридного з’єднання вироб-з-виробом (W2W), призначене для передових процесів тривимірної гетерогенної інтеграції. Платформа Pleione 300 HS для термічного з’єднання не вимагає використання з’єднувальних матеріалів або клеїв, дозволяючи здійснювати прямі з’єднання при кімнатній температурі, а також дозволяє використовувати лише відомі працездатні чіпи, що значно підвищує вихід добрих виробів.

Сіньхуілінь — ще одна важлива сила у сфері обладнання для гібридного з’єднання, яка представила серію W2W гібридних пристроїв CANOPUS та серію D2W гібридних пристроїв SIRIUS. Сіньхуілінь зазначила, що наразі в країні лише вона та ще одна компанія отримали поставки обладнання D2W. Крім того, Сіньхуілінь продемонструвала відповідне обладнання для вимірювання та контролю. Працівники зазначили, що через необхідність багаторазової перевірки параметрів на етапі розробки пристроїв для з’єднання, використання зовнішнього обладнання не дозволяє визначити джерело проблем, тому компанія розробила власне обладнання для вимірювання та перевірки міцності з’єднання.

Компанія StarTech представила інтегровані рішення для літографії та з’єднання на рівні вугілля з великою кількістю чіпів. Зокрема, точність після з’єднання пристроїв серії ICB D2D/D2W становить ±0,3 мкм, точність пристрою iHC 3000 D2W для гібридного з’єднання — ±0,1 мкм, а точність пристроїв серії IAB W2W після з’єднання — ±2 мкм.

Однак фахівці також зазначили, що технологія W2W вже давно дозріла, і справжній виклик полягає в D2W. Фактично, ще в 2008 році сплавне з’єднання W2W було вперше застосовано у продуктах CMOS-датчиків зображення для обміну між фотодіодами та металевими шарами, що зменшило відбиття сигналів та перешкоди. У 2017 році Sony представила трьохшаровий стекований CIS, у 2018 році Changjiang Memory Technologies — 3D NAND, а в 2019 році IM EC Технологія живлення зі зворотного боку послідовно застосовувалася з використанням технологій з’єднання. У 2022 році була реалізована технологія з’єднання на рівні відволок MicroLED, у 2023 році Samsung включила гібридне з’єднання до дорожньої карти HBM4, а у 2024 році була представлена вертикальна стекова архітектура VCT DRAM. З іншого боку, сьогодні основні обладнання для гібридного з’єднання D2W виробляє нідерландська компанія BESI, і лише TSMC має здатність до масового виробництва за технологією D2W у світовому масштабі. Хоча китайські виробники вже представили прототипи, вони майже всі перебувають на етапі перевірки і не мають зрілих продуктів для масового виробництва. Складність D2W полягає не лише у самому обладнанні, а й у відсутності індустріальної екосистеми. По-перше, відсутній попит з боку нижчих ланок: наразі в Китаї немає клієнтів, які б використовували технологію D2W у масовому виробництві, тому нижчі ланки не можуть чітко визначити конкретні параметри технології. По-друге, обмежена кількість ресурсів для перевірки: дослідно-конструкторські ресурси провідних виробників відволок та високоякісні матеріали для відволок дуже обмежені, і новим учасникам важко отримати достатню кількість можливостей для перевірки на виробничих лініях. По-третє, високий бар’єр між етапами: гібридне з’єднання — це не лише питання одного обладнання, а вимагає інтеграції з попередніми технологіями, такими як компенсація літографії, і є системною інженерною задачею, що охоплює кілька етапів. Зарубіжні виробники гібридного з’єднання застосовують модель співпраці між різними компаніями для інтеграції переваг кожного етапу, і не існує жодного окремого гравця, який би самостійно реалізовував повний ланцюжок.

Крім активного локалізування обладнання для напівпровідників, також прискорюється локалізація ключових компонентів.

Зі збереженням постійного удосконалення передових технологій виробництва напівпровідників, високоточне обладнання вимагає більш високих стандартів стабільності роботи, нанометрової точності позиціонування та здатності пригнічувати мікроколивання. Одиничне покращення продуктивності окремих компонентів вже не може задовольнити складні вимоги сучасних високоточних технологій. Раніше ключові компоненти в цій галузі переважно монополізували іноземні виробники. Гранжоу Точність вперше запустила дві нові моделі активних аеростатичних систем згладжування коливань — SFE300B та SFL300A, досягнувши першого національного прориву. Крім того, Гранжоу Точність розробила високоточну систему керування рухом. За даними, основні характеристики цієї серії продуктів практично ідентичні продуктам іноземного виробника ACS і можуть безпосередньо їх замінювати; у майбутньому достатньо буде ітеративно покращувати функціональні модулі.

Пройшовши експозицію CSEAC 2026, виникає чітке враження: індустрия китайського напівпровідникового обладнання перебуває на шляху від ключових проривів до побудови екосистеми. З поступовим удосконаленням екосистеми локалізація обладнання все глибше входить у сферу складних викликів. У сектори, які раніше майже не затрагувалися або взагалі не мали присутності, тепер входят нові гравці. Десять років тому ми переживали через питання наявності китайських етчингових та мийних машин; сьогодні ми вже можемо обговорювати наявність обладнання для повного виробничого ланцюга — це якісна зміна в індустріальній екосистемі.

Але перед нами стоять виклики глибокого водойму: технологічні ізоляти іонної імплантації, відсутність масового виробництва D2W-з’єднань, бар’єри довіри до обладнання для вимірювання та контролю… Це не можна вирішити лише за рахунок окремих проривів — потрібна спільна перевірка по всьому ланцюжку поставок, тривалі та інтенсивні інвестиції в дослідження та розробки. Нарешті, легке вже зроблено, а залишилося все складне.

Цей матеріал надійшов із微信-каналу «Півпровідникова індустрія: Панорама» (ID: ICViews), автор: Пенчэн